REVISTA BIMESTRAL
OCTUBRE - NOVIEMBRE 2017 I NUMERO 152
ACEITES Y FIBRAS
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Herramientas biotecnológicas
para lograr aceites más saludables

 
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Dra. Gabriela Levitus
Directora Ejecutiva de ArgenBio
 
   

Los aceites derivados de plantas constituyen una fuente de recursos renovables con múltiples aplicaciones, entre ellas las alimenticias. Tienen una composición lipídica variada que depende de la fuente de origen y de su composición en ácidos grasos, lo que se traduce en diferentes propiedades y valor nutricional. Los fitomejoradores vienen trabajando desde hace muchos años en la obtención de cultivos que produzcan aceites más saludables, usando técnicas como la selección convencional y asistida con marcadores moleculares, así como la mutagénesis inducida. A estas herramientas hoy se suma la biotecnología moderna que, a través de la ingeniería genética, permite agregar, silenciar y editar genes de manera muy precisa.

Silenciando genes

Además de introducir genes para incorporar nuevas proteínas, la ingeniería genética también se usa para silenciar genes propios. En este caso, la construcción genética introducida genera un RNA de cadena doble que contiene secuencias del gen que se quiere silenciar. Este RNA de doble cadena desencadena un mecanismo de silenciamiento denominado RNAi (RNA de interferencia), en el que varias enzimas de la célula rompen el RNA introducido hasta dejar un pequeño fragmento de cadena simple que bloquea la producción de proteínas a partir del RNA mensajero homólogo. Así, se ha logrado aumentar los niveles de ácido oleico en el aceite de soja silenciando el gen de la enzima encargada de sintetizar ácido linoleico a partir de ácido oleico.

Editando genes

Hoy despiertan mucho interés las técnicas que permiten introducir cambios muy precisos en el genoma. Dentro de las técnicas de edición se destacan las basadas en nucleasas (enzimas que cortan el ADN), como las de dedos de zinc (ZFN), las del tipo activadores de la transcripción (TALENs) y las asociadas a repeticiones cortas palindrómicas regularmente interespaciadas (sistema CRISPR-Cas). Estas nucleasas pueden ser modificadas en su sitio de reconocimiento al ADN para dirigirlas a sitios muy específicos del genoma. Allí generan un corte en la doble cadena del ADN, que a su vez desencadena los mecanismos de reparación por recombinación homóloga o no-homóloga. En el primer caso, se agrega al sistema un ADN molde de reparación que permite la inserción de secuencias específicas; en el segundo caso, el corte en el ADN se repara generando un pequeño cambio que puede anular completamente la función del gen (knock out).
Se detallan a continuación, algunos desarrollos de la biotecnología moderna relacionados con la modificación y contenido de aceites vegetales. Todos ellos se encuentran en etapas avanzadas de desarrollo e incluso algunos, como los ejemplos de soja alto oleico, ya se comercializan en Estados Unidos. En general, las modificaciones que se buscan apuntan a dos objetivos principales, ambos relacionados con la salud: › Evitar la necesidad de hidrogenación de los aceites para reducir los niveles de ácidos grasos trans. › Agregar nuevos ingredientes beneficiosos para la salud cardíaca.

Menos grasas trans


Una manera de obtener grasas sólidas a partir de aceites vegetales sin la formación de ácidos grasos trans, es aumentando la proporción de ácidos grasos saturados. Así, los aceites adquieren las propiedades de la margarina y de las "grasas vegetales" (usadas, por ejemplo, en repostería), sin la necesidad de hidrogenación y, por lo tanto, sin la generación de ácidos grasos trans. Un desarrollo en este sentido es el aceite de canola con mayores niveles de ácido láurico y ácido mirístico, que se obtuvo a través de la incorporación del gen de la enzima tioesterasa de Umbellularia californica (laurel de California). Esta enzima es activa en la síntesis de ácidos grasos en la semilla de canola y causa la acumulación de triacilglicéridos conteniendo ácido láurico y, en menor medida, ácido mirístico.
Por otro lado, se busca aumentar la cantidad de ácidos grasos monoinsaturados, como el ácido oleico, ya que son más resistentes a la degradación por calor y oxidación y minimizan la necesidad de hidrogenación de los aceites. En esta línea se han desarrollado aceites de soja que ya se comercializan en Estados Unidos y que contienen más ácido oleico y menos ácidos poliinsaturados (linoleico y linolénico) que el aceite de soja convencional.
Uno de esos productos, denominado Plenish, se logró silenciando el gen que codifica para la enzima delta-12 desaturasa, bloqueando la formación de ácido linoleico y permitiendo la acumulación de ácido oleico (ver Figura 1).

 
   

Como resultado, el aceite Plenish contiene un 76% de ácido oleico y un 7% de ácido linoleico, comparado con el 22% de oleico y el 55% de linoleico del aceite de soja convencional. Con una estrategia similar se obtuvo la soja Vistive Gold, cuyo aceite contiene 72% de oleico y 16% de linoleico. En este caso se logró, además, reducir los niveles de ácidos grasos saturados silenciando el gen de la enzima que transporta a los ácidos grasos saturados fuera del plástido. Es interesante mencionar que actualmente se está trabajando en el desarrollo de soja alto oleico empleando métodos de edición génica, como la técnica CRISPR-Cas. En este caso, en lugar de reducir la actividad de la enzima delta-12 desaturasa por silenciamiento, se busca inactivar el gen correspondiente por knock out.

Agregando omega-3

Los ácidos grasos omega-3 de cadena larga EPA (ácido icosapentaenoico) y DHA (ácido docosahexanoico) han sido asociados con la salud cardiovascular, reduciendo el riesgo de ataques cardíacos y los niveles de triglicéridos y retrasando el avance de enfermedades vasculares relacionadas con la edad. Las principales fuentes de ácidos grasos EPA y DHA son los pescados grasos que, salvo en algunos lugares, no son muy consumidos. Por eso el consumo de ácidos grasos omega-3 generalmente es inferior al recomendado. Una manera de reemplazar el aceite de pescado es incorporar a la dieta el ácido graso omega-3 ALA (ácido alfa-linolénico) presente en algunas semillas, como el lino. Sin embargo, la transformación del ALA a EPA en el cuerpo humano no es muy eficiente, siendo el paso limitante la transformación del ALA en SDA (ácido estearidónico). Por eso la estrategia elegida fue aumentar el contendido de SDA en el aceite de soja para que pueda ser transformado más fácilmente en EPA o DHA por el cuerpo humano, con los consiguientes beneficios para la salud.
En este desarrollo se agregaron los genes Pj.D6D, derivado de Primula juliae, que codifica para una delta 6 desaturasa y Nc.Fad3, derivado del hongo Neurospora crassa, que codifica para una omega-3 desaturasa. La expresión de ambos transgenes en la semilla modifica las vías de síntesis de ácidos grasos generando un aumento de los niveles de SDA, que puede transformarse en los ácidos grasos omega-3 EPA y DHA en el organismo.

Otros desarrollos

En etapas más tempranas se encuentran desarrollos en canola (alto oleico, con omega-3), algodón (alto oleico), lino (con omega-3), palma (alto oleico), maíz y soja con mayor contenido de aceite.

Referencias:
ArgenBio, www.argenbio.org CERA database, http://www.cera-gmc.org/GMCropDatabase Clemente T, Cahoon E (2009) Soybean oil: genetic approaches for modification of functionality and total content. Plant Physiology, 151:1030-1040 Goldstein D, Lemke S, Wang C (2009). Aceites nutricionalmente mejorados. énfasis Alimentación. http://www.alimentacion.enfasis.com/articulos/11803-aceites-nutricionalmente-mejorados Newell-McGloughlin M, Chassy B, Conko G (2013) Food and You: A Guide to Modern Agricultural Biotechnology. American Council on Science and Health.